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nginx+lua+redis等架构演进

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

此处我说的HTTP服务主要指如访问京东网站时我们看到的热门搜索、用户登录、实时价格、实时库存、服务支 持、广告语等这种非Web页面,而是在Web页面中异步加载的相关数据。这些服务有个特点即访问量巨大、逻辑比较单一;但是如实时库存逻辑其实是非常复杂 的。在京东这些服务每天有几亿十几亿的访问量,比如实时库存服务曾经在没有任何IP限流、DDos防御的情况被刷到600多万/分钟的访问量,而且能轻松 应对。支撑如此大的访问量就需要考虑设计良好的架构,并很容易实现水平扩展。

 

架构

此处介绍下我曾使用过Nginx+JavaEE的架构。

 

1、单DB架构

早期架构可能就是Nginx直接upstream请求到后端Tomcat,扩容时基本是增加新的Tomcat 实例,然后通过Nginx负载均衡upstream过去。此时数据库还不是瓶颈。当访问量到一定级别,数据库的压力就上来了,此处单纯的靠单个数据库可能 扛不住了,此时可以通过数据库的读写分离或加缓存来实现。

 

 

2、DB+Cache/数据库读写分离架构


 

此时就通过使用如数据库读写分离或者Redis这种缓存来支撑更大的访问量。使用缓存这种架构会遇到的问题诸 如缓存与数据库数据不同步造成数据不一致(一般设置过期时间),或者如Redis挂了,此时会直接命中数据库导致数据库压力过大;可以考虑Redis的主 从或者一致性Hash 算法做分片的Redis集群;使用缓存这种架­构要求应用对数据的一致性要求不是很高;比如像下订单这种要落地的数据不适合用Redis存储,但是订单的 读取可以使用缓存。

 

3、Nginx+Lua+Local Redis+Mysql集群架构

首先Nginx通过Lua读取本机Redis缓存,如果不命中才回源到后端Tomcat集群;后端Tomcat集群再读取Mysql数据库。 Redis都是安装到和Nginx同一台服务器,Nginx直接读本机可以减少网络延时。Redis通过主从方式同步数据,Redis主从一般采用树的方 式实现:

在叶子节点可以做AOF持久化,保证在主Redis挂时能进行恢复;此处假设对Redis很依赖的话,可以考 虑多主Redis架构,而不是单主,来防止单主挂了时数据的不一致和击穿到后端Tomcat集群。这种架构的缺点就是要求Redis实例数据量较小,如果 单机内存不足以存储这么多数据,当然也可以通过如尾号为1的在A服务器,尾号为2的在B服务器这种方式实现;缺点也很明显,运维复杂、扩展性差。

 

4、Nginx+Lua+ Redis集群+Mysql集群架构 

和之前架构不同的点是此时我们使用一致性Hash算法实现Redis集群而不是读本机Redis,保证其中一台挂了,只有很少的数据会丢失,防止击 穿到数据库。Redis集群分片可以使用Twemproxy;如果 Tomcat实例很多的话,此时就要考虑Redis和Mysql链接数问题,因为大部分Redis/Mysql客户端都是通过连接池实现,此时的链接数会 成为瓶颈。一般方法是通过中间件来减少链接数。

Twemproxy与Redis之间通过单链接交互,并Twemproxy实现分片逻辑;这样我们可以水平扩展更多的Twemproxy来增加链接数。

 

此时的问题就是Twemproxy实例众多,应用维护配置困难;此时就需要在之上做负载均衡,比如通过LVS/HAProxy实现VIP(虚拟IP),可以做到切换对应用透明、故障自动转移;还可以通过实现内网DNS来做其负载均衡。

本文没有涉及Nginx之上是如何架构的,对于Nginx、Redis、Mysql等的负载均衡、资源的CDN化不是本文关注的点,有兴趣可以参考

很早的Taobao CDN架构

Nginx/LVS/HAProxy负载均衡软件的优缺点详解 

 

实现

接下来我们来搭建一下第四种架构。

以获取如京东商品页广告词为例,如下图

假设京东有10亿商品,那么广告词极限情况是10亿;所以在设计时就要考虑:

1、数据量,数据更新是否频繁且更新量是否很大;

2、是K-V还是关系,是否需要批量获取,是否需要按照规则查询。

 

而对于本例,广告词更新量不会很大,每分钟可能在几万左右;而且是K-V的,其实适合使用关系存储;因为广告词是商家维护,因此后台查询需要知道这些商品是哪个商家的;而对于前台是不关心商家的,是KV存储,所以前台显示的可以放进如Redis中。 即存在两种设计:

1、所有数据存储到Mysql,然后热点数据加载到Redis;

2、关系存储到Mysql,而数据存储到如SSDB这种持久化KV存储中。

 

基本数据结构:商品ID、广告词、所属商家、开始时间、结束时间、是否有效。

 

后台逻辑

1、商家登录后台;

2、按照商家分页查询商家数据,此处要按照商品关键词或商品类目查询的话,需要走商品系统的搜索子系统,如通过Solr或elasticsearch实现搜索子系统;

3、进行广告词的增删改查;

4、增删改时可以直接更新Redis缓存或者只删除Redis缓存(第一次前台查询时写入缓存);

 

前台逻辑

1、首先Nginx通过Lua查询Redis缓存;

2、查询不到的话回源到Tomcat,Tomcat读取数据库查询到数据,然后把最新的数据异步写入 Redis(一般设置过期时间,如5分钟);此处设计时要考虑假设Tomcat读取Mysql的极限值是多少,然后设计降级开关,如假设每秒回源达到 100,则直接不查询Mysql而返回空的广告词来防止Tomcat应用雪崩。

 

为了简单,我们不进行后台的设计实现,只做前端的设计实现,此时数据结构我们简化为[商品ID、广告词]。另 外有朋友可能看到了,可以直接把Tomcat部分干掉,通过Lua直接读取Mysql进行回源实现。为了完整性此处我们还是做回源到Tomcat的设计, 因为如果逻辑比较复杂的话或一些限制(比如使用Java特有协议的RPC)还是通过Java去实现更方便一些。

 

项目搭建

项目部署目录结构。

Java代码  
  1. /usr/chapter6  
  2.   redis_6660.conf  
  3.   redis_6661.conf  
  4.   nginx_chapter6.conf  
  5.   nutcracker.yml  
  6.   nutcracker.init  
  7.   webapp  
  8. WEB-INF  
  9.    lib  
  10.    classes  
  11.    web.xml   

 

Redis+Twemproxy配置

此处根据实际情况来决定Redis大小,此处我们已两个Redis实例(6660、6661),在Twemproxy上通过一致性Hash做分片逻辑。

 

安装

之前已经介绍过Redis和Twemproxy的安装了。

 

Redis配置redis_6660.conf和redis_6661.conf    

Java代码  
  1. #分别为6660 6661  
  2. port 6660  
  3. #进程ID 分别改为redis_6660.pid redis_6661.pid  
  4. pidfile "/var/run/redis_6660.pid"  
  5. #设置内存大小,根据实际情况设置,此处测试仅设置20mb  
  6. maxmemory 20mb  
  7. #内存不足时,按照过期时间进行LRU删除  
  8. maxmemory-policy volatile-lru  
  9. #Redis的过期算法不是精确的而是通过采样来算的,默认采样为3个,此处我们改成10  
  10. maxmemory-samples 10  
  11. #不进行RDB持久化  
  12. save “”  
  13. #不进行AOF持久化  
  14. appendonly no   

将如上配置放到redis_6660.conf和redis_6661.conf配置文件最后即可,后边的配置会覆盖前边的。  

 

Twemproxy配置nutcracker.yml 

Java代码  
  1. server1:  
  2.   listen: 127.0.0.1:1111  
  3.   hash: fnv1a_64  
  4.   distribution: ketama  
  5.   redis: true  
  6.   timeout: 1000  
  7.   servers:  
  8.    - 127.0.0.1:6660:1 server1  
  9.    - 127.0.0.1:6661:1 server2  

 复制nutcracker.init到/usr/chapter6下,并修改配置文件为/usr/chapter6/nutcracker.yml。

 

启动

Java代码  
  1. nohup /usr/servers/redis-2.8.19/src/redis-server  /usr/chapter6/redis_6660.conf &  
  2. nohup /usr/servers/redis-2.8.19/src/redis-server  /usr/chapter6/redis_6661.conf &  
  3. /usr/chapter6/nutcracker.init start  
  4. ps -aux | grep -e redis  -e nutcracker  

  

Mysql+Atlas配置

Atlas类似于Twemproxy,是Qihoo 360基于Mysql Proxy开发的一个Mysql中间件,据称每天承载读写请求数达几十亿,可以实现分表、读写分离、数据库连接池等功能,缺点是没有实现跨库分表(分库) 功能,需要在客户端使用分库逻辑。另一个选择是使用如阿里的TDDL,它是在客户端完成之前说的功能。到底选择是在客户端还是在中间件根据实际情况选择。

 

此处我们不做Mysql的主从复制(读写分离),只做分库分表实现。

 

Mysql初始化

 

为了测试我们此处分两个表。

 

Java代码  
  1. CREATE DATABASE chapter6 DEFAULT CHARACTER SET utf8;  
  2. use chapter6;  
  3. CREATE TABLE  chapter6.ad_0(  
  4.       sku_id BIGINT,  
  5.       content VARCHAR(4000)  
  6. ) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8;  
  7. CREATE TABLE  chapter6.ad_1  
  8.       sku_id BIGINT,  
  9.       content VARCHAR(4000)  
  10. ) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8;  

 

Atlas安装

Java代码  
  1. cd /usr/servers/  
  2. wget https://github.com/Qihoo360/Atlas/archive/2.2.1.tar.gz -O Atlas-2.2.1.tar.gz  
  3. tar -xvf Atlas-2.2.1.tar.gz  
  4. cd Atlas-2.2.1/  
  5. #Atlas依赖mysql_config,如果没有可以通过如下方式安装  
  6. apt-get install libmysqlclient-dev  
  7. #安装Lua依赖  
  8. wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.1.5.tar.gz  
  9. tar -xvf lua-5.1.5.tar.gz  
  10. cd lua-5.1.5/  
  11. make linux && make install  
  12. #安装glib依赖  
  13. apt-get install libglib2.0-dev  
  14. #安装libevent依赖  
  15. apt-get install libevent    
  16. #安装flex依赖  
  17. apt-get install flex  
  18. #安装jemalloc依赖  
  19. apt-get install libjemalloc-dev  
  20. #安装OpenSSL依赖  
  21. apt-get install openssl  
  22. apt-get install libssl-dev  
  23.  apt-get install libssl0.9.8  
  24.   
  25. ./configure --with-mysql=/usr/bin/mysql_config  
  26. ./bootstrap.sh  
  27. make && make install  

 

Atlas配置 

Java代码  
  1. vim /usr/local/mysql-proxy/conf/chapter6.cnf  
Java代码  
  1. [mysql-proxy]  
  2. #Atlas代理的主库,多个之间逗号分隔  
  3. proxy-backend-addresses = 127.0.0.1:3306  
  4. #Atlas代理的从库,多个之间逗号分隔,格式ip:port@weight,权重默认1  
  5. #proxy-read-only-backend-addresses = 127.0.0.1:3306,127.0.0.1:3306  
  6. #用户名/密码,密码使用/usr/servers/Atlas-2.2.1/script/encrypt 123456加密  
  7. pwds = root:/iZxz+0GRoA=  
  8. #后端进程运行  
  9. daemon = true  
  10. #开启monitor进程,当worker进程挂了自动重启  
  11. keepalive = true  
  12. #工作线程数,对Atlas的性能有很大影响,可根据情况适当设置  
  13. event-threads = 64  
  14. #日志级别  
  15. log-level = message  
  16. #日志存放的路径  
  17. log-path = /usr/chapter6/  
  18. #实例名称,用于同一台机器上多个Atlas实例间的区分  
  19. instance = test  
  20. #监听的ip和port  
  21. proxy-address = 0.0.0.0:1112  
  22. #监听的管理接口的ip和port  
  23. admin-address = 0.0.0.0:1113  
  24. #管理接口的用户名  
  25. admin-username = admin  
  26. #管理接口的密码  
  27. admin-password = 123456  
  28. #分表逻辑  
  29. tables = chapter6.ad.sku_id.2  
  30. #默认字符集  
  31. charset = utf8   

因为本例没有做读写分离,所以读库proxy-read-only-backend-addresses没有配置。分表逻辑即:数据库名.表名.分表键.表的个数,分表的表名格式是table_N,N从0开始。

 

Atlas启动/重启/停止

Java代码  
  1. /usr/local/mysql-proxy/bin/mysql-proxyd chapter6 start  
  2. /usr/local/mysql-proxy/bin/mysql-proxyd chapter6 restart  
  3. /usr/local/mysql-proxy/bin/mysql-proxyd chapter6 stop   

如上命令会自动到/usr/local/mysql-proxy/conf目录下查找chapter6.cnf配置文件。 

 

Atlas管理

通过如下命令进入管理接口

Java代码  
  1. mysql -h127.0.0.1 -P1113  -uadmin -p123456   

通过执行SELECT * FROM help查看帮助。还可以通过一些SQL进行服务器的动态添加/移除。

 

Atlas客户端

通过如下命令进入客户端接口

Java代码  
  1. mysql -h127.0.0.1 -P1112  -uroot -p123456  
Java代码  
  1. use chapter6;  
  2. insert into ad values(1 '测试1);      
  3. insert into ad values(2'测试2');      
  4. insert into ad values(3 '测试3);      
  5. select * from ad where sku_id=1;  
  6. select * from ad where sku_id=2;  
  7. #通过如下sql可以看到实际的分表结果  
  8. select * from ad_0;  
  9. select * from ad_1;   

 

此时无法执行select * from ad,需要使用如“select * from ad where sku_id=1”这种SQL进行查询;即需要带上sku_id且必须是相等比较;如果是范围或模糊是不可以的;如果想全部查询,只能挨着遍历所有表进行 查询。即在客户端做查询-聚合。

 

此处实际的分表逻辑是按照商家进行分表,而不是按照商品编号,因为我们后台查询时是按照商家维度的,此处是为了测试才使用商品编号的。

 

到此基本的Atlas就介绍完了,更多内容请参考如下资料:

Mysql主从复制

http://369369.blog.51cto.com/319630/790921/

Mysql中间件介绍

http://www.guokr.com/blog/475765/

Atlas使用

http://www.0550go.com/database/mysql/mysql-atlas.html

Atlas文档

https://github.com/Qihoo360/Atlas/blob/master/README_ZH.md

 

Java+Tomcat安装

Java安装   

Java代码  
  1. cd /usr/servers/  
  2. #首先到如下网站下载JDK  
  3. #http://www.oracle.com/technetwork/cn/java/javase/downloads/jdk7-downloads-1880260.html  
  4. #本文下载的是 jdk-7u75-linux-x64.tar.gz。  
  5. tar -xvf jdk-7u75-linux-x64.tar.gz  
  6. vim ~/.bashrc  
  7. 在文件最后添加如下环境变量  
  8. export JAVA_HOME=/usr/servers/jdk1.7.0_75/  
  9. export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH  
  10. export CLASSPATH=$CLASSPATH:.:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib  
  11.   
  12. #使环境变量生效  
  13. source ~/.bashrc  

  

Tomcat安装 

Java代码  
  1. cd /usr/servers/  
  2. wget http://ftp.cuhk.edu.hk/pub/packages/apache.org/tomcat/tomcat-7/v7.0.59/bin/apache-tomcat-7.0.59.tar.gz  
  3. tar -xvf apache-tomcat-7.0.59.tar.gz  
  4. cd apache-tomcat-7.0.59/  
  5. #启动   
  6. /usr/servers/apache-tomcat-7.0.59/bin/startup.sh   
  7. #停止  
  8. /usr/servers/apache-tomcat-7.0.59/bin/shutdown.sh  
  9. #删除tomcat默认的webapp  
  10. rm -r apache-tomcat-7.0.59/webapps/*  
  11. #通过Catalina目录发布web应用  
  12. cd apache-tomcat-7.0.59/conf/Catalina/localhost/  
  13. vim ROOT.xml  

ROOT.xml

Java代码  
  1. <!-- 访问路径是根,web应用所属目录为/usr/chapter6/webapp -->  
  2. <Context path="" docBase="/usr/chapter6/webapp"></Context>  
Java代码  
  1. #创建一个静态文件随便添加点内容  
  2. vim /usr/chapter6/webapp/index.html  
  3. #启动  
  4. /usr/servers/apache-tomcat-7.0.59/bin/startup.sh    

 

访问如http://192.168.1.2:8080/index.html能处理内容说明配置成功。

 

Java代码  
  1. #变更目录结构  
  2. cd /usr/servers/  
  3. mv apache-tomcat-7.0.59 tomcat-server1  
  4. #此处我们创建两个tomcat实例  
  5. cp –r tomcat-server1 tomcat-server2  
  6. vim tomcat-server2/conf/server.xml      
Java代码  
  1. #如下端口进行变更  
  2. 8080--->8090  
  3. 8005--->8006  

     

启动两个Tomcat

Java代码  
  1. /usr/servers/tomcat-server1/bin/startup.sh   
  2. /usr/servers/tomcat-server2/bin/startup.sh   
分别访问,如果能正常访问说明配置正常。

 

http://192.168.1.2:8080/index.html

http://192.168.1.2:8090/index.html

 

如上步骤使我们在一个服务器上能启动两个tomcat实例,这样的好处是我们可以做本机的Tomcat负载均衡,假设一个tomcat重启时另一个是可以工作的,从而不至于不给用户返回响应。

 

Java+Tomcat逻辑开发

搭建项目

我们使用Maven搭建Web项目,Maven知识请自行学习。

 

项目依赖

本文将最小化依赖,即仅依赖我们需要的servlet、mysql、druid、jedis。 

Java代码  
  1. <dependencies>  
  2.   <dependency>  
  3.     <groupId>javax.servlet</groupId>  
  4.     <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>  
  5.     <version>3.0.1</version>  
  6.     <scope>provided</scope>  
  7.   </dependency>  
  8.   <dependency>  
  9.     <groupId>mysql</groupId>  
  10.     <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>  
  11.     <version>5.1.27</version>  
  12.   </dependency>  
  13.   <dependency>  
  14.     <groupId>com.alibaba</groupId>  
  15.     <artifactId>druid</artifactId>  
  16.     <version>1.0.5</version>  
  17.   </dependency>  
  18.   <dependency>  
  19.     <groupId>redis.clients</groupId>  
  20.     <artifactId>jedis</artifactId>  
  21.     <version>2.5.2</version>  
  22.   </dependency>  
  23. </dependencies>  
 

核心代码

com.github.zhangkaitao.chapter6.servlet.AdServlet

Java代码  
  1. public class AdServlet extends HttpServlet {  
  2.     @Override  
  3.     protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {  
  4.         String idStr = req.getParameter("id");  
  5.         Long id = Long.valueOf(idStr);  
  6.         //1、读取Mysql获取数据  
  7.         String content = null;  
  8.         try {  
  9.             content = queryDB(id);  
  10.         } catch (Exception e) {  
  11.             e.printStackTrace();  
  12.             resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR);  
  13.             return;  
  14.         }  
  15.         if(content != null) {  
  16.             //2.1、如果获取到,异步写Redis  
  17.             asyncSetToRedis(idStr, content);  
  18.             //2.2、如果获取到,把响应内容返回  
  19.             resp.setCharacterEncoding("UTF-8");  
  20.             resp.getWriter().write(content);  
  21.         } else {  
  22.             //2.3、如果获取不到,返回404状态码  
  23.             resp.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_FOUND);  
  24.         }  
  25.     }  
  26.   
  27.     private DruidDataSource datasource = null;  
  28.     private JedisPool jedisPool = null;  
  29.   
  30.     {  
  31.         datasource = new DruidDataSource();  
  32.         datasource.setUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:1112/chapter6?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&autoReconnect=true");  
  33.         datasource.setUsername("root");  
  34.         datasource.setPassword("123456");  
  35.         datasource.setMaxActive(100);  
  36.   
  37.         GenericObjectPoolConfig poolConfig = new GenericObjectPoolConfig();  
  38.         poolConfig.setMaxTotal(100);  
  39.         jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "127.0.0.1"1111);  
  40.     }  
  41.   
  42.     private String queryDB(Long id) throws Exception {  
  43.         Connection conn = null;  
  44.         try {  
  45.             conn = datasource.getConnection();  
  46.             String sql = "select content from ad where sku_id = ?";  
  47.             PreparedStatement psst = conn.prepareStatement(sql);  
  48.             psst.setLong(1, id);  
  49.             ResultSet rs = psst.executeQuery();  
  50.             String content = null;  
  51.             if(rs.next()) {  
  52.                 content = rs.getString("content");  
  53.             }  
  54.             rs.close();  
  55.             psst.close();  
  56.             return content;  
  57.         } catch (Exception e) {  
  58.             throw e;  
  59.         } finally {  
  60.             if(conn != null) {  
  61.                 conn.close();  
  62.             }  
  63.         }  
  64.     }  
  65.   
  66.     private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);  
  67.     private void asyncSetToRedis(final String id, final String content) {  
  68.         executorService.submit(new Runnable() {  
  69.             @Override  
  70.             public void run() {  
  71.                 Jedis jedis = null;  
  72.                 try {  
  73.                     jedis = jedisPool.getResource();  
  74.                     jedis.setex(id, 5 * 60, content);//5分钟  
  75.                 } catch (Exception e) {  
  76.                     e.printStackTrace();  
  77.                     jedisPool.returnBrokenResource(jedis);  
  78.                 } finally {  
  79.                     jedisPool.returnResource(jedis);  
  80.                 }  
  81.   
  82.             }  
  83.         });  
  84.     }  
  85. }  
整个逻辑比较简单,此处更新缓存一般使用异步方式去更新,这样不会阻塞主线程;另外此处可以考虑走Servlet异步化来提示吞吐量。

web.xml配置

Java代码  
  1. <servlet>  
  2.     <servlet-name>adServlet</servlet-name>  
  3.     <servlet-class>com.github.zhangkaitao.chapter6.servlet.AdServlet</servlet-class>  
  4. </servlet>  
  5. <servlet-mapping>  
  6.     <servlet-name>adServlet</servlet-name>  
  7.     <url-pattern>/ad</url-pattern>  
  8. </servlet-mapping>  

 

打WAR包 

Java代码  
  1. cd D:\workspace\chapter6  
  2. mvn clean package  

此处使用maven命令打包,比如本例将得到chapter6.war,然后将其上传到服务器的/usr/chapter6/webapp,然后通过unzip chapter6.war解压。

 

测试 

启动Tomcat实例,分别访问如下地址将看到广告内容:

Java代码  
  1. http://192.168.1.2:8080/ad?id=1  
  2. http://192.168.1.2:8090/ad?id=1  

 

nginx配置

vim /usr/chapter6/nginx_chapter6.conf 

Java代码  
  1. upstream backend {  
  2.     server 127.0.0.1:8080 max_fails=5 fail_timeout=10s weight=1 backup=false;  
  3.     server 127.0.0.1:8090 max_fails=5 fail_timeout=10s weight=1 backup=false;  
  4.     check interval=3000 rise=1 fall=2 timeout=5000 type=tcp default_down=false;  
  5.     keepalive 100;  
  6. }  
  7. server {  
  8.     listen       80;  
  9.     server_name  _;  
  10.   
  11.     location ~ /backend/(.*) {  
  12.         keepalive_timeout   30s;  
  13.         keepalive_requests  100;  
  14.   
  15.         rewrite /backend(/.*) $1 break;  
  16.         #之后该服务将只有内部使用,ngx.location.capture  
  17.         proxy_pass_request_headers off;  
  18.         #more_clear_input_headers Accept-Encoding;  
  19.         proxy_next_upstream error timeout;  
  20.         proxy_pass http://backend;  
  21.     }  
  22. }  

upstream配置:http://nginx.org/cn/docs/http/ngx_http_upstream_module.html

  server:指定上游到的服务器, weight:权重,权重可以认为负载均衡的比例;  fail_timeout+max_fails:在指定时间内失败多少次认为服务器不可用,通过proxy_next_upstream来判断是否失败。

  check:ngx_http_upstream_check_module模块,上游服务器的健康检查,interval:发送心跳包的时间间 隔,rise:连续成功rise次数则认为服务器up,fall:连续失败fall次则认为服务器down,timeout:上游服务器请求超时时 间,type:心跳检测类型(比如此处使用tcp)更多配置请参考https://github.com/yaoweibin/nginx_upstream_check_modulehttp://tengine.taobao.org/document_cn/http_upstream_check_cn.html

  keepalive:用来支持upstream server http keepalive特性(需要上游服务器支持,比如tomcat)。默认的负载均衡算法是round-robin,还可以根据ip、url等做hash来做负载均衡。更多资料请参考官方文档。

 

tomcat keepalive配置: http://tomcat.apache.org/tomcat-7.0-doc/config/http.html

  maxKeepAliveRequests:默认100;

  keepAliveTimeout:默认等于connectionTimeout,默认60秒;

 

location proxy配置:http://nginx.org/cn/docs/http/ngx_http_proxy_module.html

  rewrite:将当前请求的url重写,如我们请求时是/backend/ad,则重写后是/ad。

  proxy_pass:将整个请求转发到上游服务器。

  proxy_next_upstream:什么情况认为当前upstream server失败,需要next upstream,默认是连接失败/超时,负载均衡参数。

  proxy_pass_request_headers:之前已经介绍过了,两个原因:1、假设上游服务器不需要请求头则没必要传输请求 头;2、ngx.location.capture时防止gzip乱码(也可以使用more_clear_input_headers配置)。

  keepalive:keepalive_timeout:keepalive超时设置,keepalive_requests:长连接数量。此处的 keepalive(别人访问该location时的长连接)和upstream keepalive(nginx与上游服务器的长连接)是不一样的;此处注意,如果您的服务是面向客户的,而且是单个动态内容就没必要使用长连接了。

 

vim /usr/servers/nginx/conf/nginx.conf

Java代码  
  1. include /usr/chapter6/nginx_chapter6.conf;  
  2. #为了方便测试,注释掉example.conf  
  3. #include /usr/example/example.conf;  

 

重启nginx 

/usr/servers/nginx/sbin/nginx -s reload      

 

访问如192.168.1.2/backend/ad?id=1即看到结果。可以kill掉一个tomcat,可以看到服务还是正常的。

 

vim /usr/chapter6/nginx_chapter6.conf 

Java代码  
  1. location ~ /backend/(.*) {  
  2.     internal;  
  3.     keepalive_timeout   30s;  
  4.     keepalive_requests  1000;  
  5.     #支持keep-alive  
  6.     proxy_http_version 1.1;  
  7.     proxy_set_header Connection "";  
  8.   
  9.     rewrite /backend(/.*) $1 break;  
  10.     proxy_pass_request_headers off;  
  11.     #more_clear_input_headers Accept-Encoding;  
  12.     proxy_next_upstream error timeout;  
  13.     proxy_pass http://backend;  
  14. }  

加上internal,表示只有内部使用该服务。 

 

Nginx+Lua逻辑开发

核心代码 

/usr/chapter6/ad.lua 

Java代码  
  1. local redis = require("resty.redis")  
  2. local cjson = require("cjson")  
  3. local cjson_encode = cjson.encode  
  4. local ngx_log = ngx.log  
  5. local ngx_ERR = ngx.ERR  
  6. local ngx_exit = ngx.exit  
  7. local ngx_print = ngx.print  
  8. local ngx_re_match = ngx.re.match  
  9. local ngx_var = ngx.var  
  10.   
  11. local function close_redis(red)  
  12.     if not red then  
  13.         return  
  14.     end  
  15.     --释放连接(连接池实现)  
  16.     local pool_max_idle_time = 10000 --毫秒  
  17.     local pool_size = 100 --连接池大小  
  18.     local ok, err = red:set_keepalive(pool_max_idle_time, pool_size)  
  19.   
  20.     if not ok then  
  21.         ngx_log(ngx_ERR, "set redis keepalive error : ", err)  
  22.     end  
  23. end  
  24. local function read_redis(id)  
  25.     local red = redis:new()  
  26.     red:set_timeout(1000)  
  27.     local ip = "127.0.0.1"  
  28.     local port = 1111  
  29.     local ok, err = red:connect(ip, port)  
  30.     if not ok then  
  31.         ngx_log(ngx_ERR, "connect to redis error : ", err)  
  32.         return close_redis(red)  
  33.     end  
  34.   
  35.     local resp, err = red:get(id)  
  36.     if not resp then  
  37.         ngx_log(ngx_ERR, "get redis content error : ", err)  
  38.         return close_redis(red)  
  39.     end  
  40.         --得到的数据为空处理  
  41.     if resp == ngx.null then  
  42.         resp = nil  
  43.     end  
  44.     close_redis(red)  
  45.   
  46.     return resp  
  47. end  
  48.   
  49. local function read_http(id)  
  50.     local resp = ngx.location.capture("/backend/ad", {  
  51.         method = ngx.HTTP_GET,  
  52.         args = {id = id}  
  53.     })  
  54.   
  55.     if not resp then  
  56.         ngx_log(ngx_ERR, "request error :", err)  
  57.         return  
  58.     end  
  59.   
  60.     if resp.status ~= 200 then  
  61.         ngx_log(ngx_ERR, "request error, status :", resp.status)  
  62.         return  
  63.     end  
  64.   
  65.     return resp.body  
  66. end  
  67.   
  68.   
  69. --获取id  
  70. local id = ngx_var.id  
  71.   
  72. --从redis获取  
  73. local content = read_redis(id)  
  74.   
  75. --如果redis没有,回源到tomcat  
  76. if not content then  
  77.    ngx_log(ngx_ERR, "redis not found content, back to http, id : ", id)  
  78.     content = read_http(id)  
  79. end  
  80.   
  81. --如果还没有返回404  
  82. if not content then  
  83.    ngx_log(ngx_ERR, "http not found content, id : ", id)  
  84.    return ngx_exit(404)  
  85. end  
  86.   
  87. --输出内容  
  88. ngx.print("show_ad(")  
  89. ngx_print(cjson_encode({content = content}))  
  90. ngx.print(")")  

将可能经常用的变量做成局部变量,如local ngx_print = ngx.print;使用jsonp方式输出,此处我们可以将请求url限定为/ad/id方式,这样的好处是1、可以尽可能早的识别无效请求;2、可以 走nginx缓存/CDN缓存,缓存的key就是URL,而不带任何参数,防止那些通过加随机数穿透缓存;3、jsonp使用固定的回调函数 show_ad(),或者限定几个固定的回调来减少缓存的版本。

 

vim /usr/chapter6/nginx_chapter6.conf 

Java代码  
  1. location ~ ^/ad/(\d+)$ {  
  2.     default_type 'text/html';  
  3.     charset utf-8;  
  4.     lua_code_cache on;  
  5.     set $id $1;  
  6.     content_by_lua_file /usr/chapter6/ad.lua;  
  7. }  

 

重启nginx

Java代码  
  1. /usr/servers/nginx/sbin/nginx -s reload  

 

访问如http://192.168.1.2/ad/1即可得到结果。而且注意观察日志,第一次访问时不命中Redis,回源到Tomcat;第二次请求时就会命中Redis了。

 

第一次访问时将看到/usr/servers/nginx/logs/error.log输出类似如下的内容,而第二次请求相同的url不再有如下内容:

Java代码  
  1. redis not found content, back to http, id : 2  

 

 

到此整个架构就介绍完了,此处可以直接不使用Tomcat,而是Lua直连Mysql做回源处理;另外本文只是介绍了大体架构,还有更多业务及运维 上的细节需要在实际应用中根据自己的场景自己摸索。后续如使用LVS/HAProxy做负载均衡、使用CDN等可以查找资料学习。


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